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3.1 基坑施工-降水,防止涌水、冒砂,保证在较干燥的状态下施工; 防止滑坡、塌方、坑底隆起; 减少坑壁支护结构的水平荷载。,降水目的,特点 效果明显,使土壁稳定、避免流砂、防止隆起、方便施工; 可能引起周围地面和建筑物沉降。,降水作用,防止地下水因渗流而产生流砂、管涌等渗透破坏作用。 提高边坡或坑壁围护结构的稳定性。 避免水下作业,使基坑施工能在水位以上进行,为施工提供方便,也有利于提高施工质量。,(a)防止涌水;(b)使边坡稳定;(c)防止土的上冒;(d)减小横向荷载;(e)防止流砂,井点类型及适用范围,地下含水构造的种类,1. 轻型井点,a. 设备,图3-2 轻型井点降低地下水位全貌图 l-地面;2-水泵房;3-总管;4-弯联管;5-并点管;6-滤管;7-原有地下水位线;8-降低后地下水位线;9-基坑,1-钢管; 2-管壁上的小孔; 3-缠绕的塑料管; 4-细滤网; 5-粗滤网; 6-粗铁丝保护网; 7-井点管; 8-铸铁头,连接管用胶皮管、塑料透明管或钢管弯头: 直径为38-55 mm。每个连接管均宜装设阀门,以便检修井点。 集水总管 一般用直径为100127mm的无缝钢管分节连接,每节长度约为4m,其上每隔0.81.6m装有与井点管相连接的短接头。 抽水设备 真空泵井点、射流泵井点隔膜泵井,施工操作要点,高程布置 井点布置,图3-4 单排井点布置简图 (a) 平面布置 (b) 高程布置,图3-5 双排线状井点布置图 (a) 平面布置 (b) 高程布置,图3-6 环形井点布置简图 (a) 平面布置 (b) 高程布置,(b)井点管埋设 井点管埋设程序 总管排放井点管埋设弯连管连接抽水设备安装。 总管坡度: 总管应具有0.250.5坡度(坡向泵房)。 施工方法 (c)井点管系统运行 (d)井点管拆除 (e)质量控制要点,井点管的埋设与使用 (1)埋设方法: 水冲法:水枪、井管自身(高压水) 钻孔法:正循环钻 、反循环钻、冲击钻 振动水冲法:,(2)使用要求: 开挖前25天开泵降水; 连续抽水不间断(水量先大后小,先混后清),防止堵塞。,3)注意问题: 1)真空度0.60.7大气压 2)死管:检查、变活 3)设观测井检查水位下降情况 4)拔除井管: 基坑回填后; 卷扬机、支架 ; 516.5m上拔力1.21.8t,2 喷射井点,条件: 当基坑开挖深度超过6 m时,一般的轻型井点就难以收到预期的降水效果,喷射井点以增加降水深度,达到设计要求。 粉土、极细致和粉砂中较为适用.。在较粗的砂粒中,由于出水量较大,循环水流就显得不经济,这时宜采用深井泵。 地下水位820m,甚至20 m以上。 施工方法 喷射井点管埋设方法与轻型井点相同,对于10 m以上的井点管宜用吊车下管;每下好一根井点管,立即与总管接通并试抽排泥;安装喷射井管前应逐根冲洗;若采用喷水井点则需注意工作水的洁净,以防阻塞或摩擦喷嘴。,3 电渗井点示意图,原理: 在粘性土和粉质粘土中进行基坑开挖施工,由于土体的渗透系数较小,为加速土中水分向井点管中流入,从而提高降水施工的效果,除了应用真空产生抽吸作用以外,还可加用电渗。 适应条件: 因此,对于渗透系数较小的饱和粘土(小于0.1 m/d),特别是淤泥和淤泥质粘土。 施工工艺 阴极埋设:与轻型井点、喷射井点相同,阳极埋设可用75 mm旋叶式电钻钻孔埋设,如深度不大,亦可用锤击法打入 ; 阳极埋设:直径5070 mm钢管或直径2025mm钢筋或铝棒,埋设于井点管内侧1.21.5 m处并成平行交错排列。阴阳极数量宜相等,必要时阳极数量可略多。阳极入土深度一般要比井点管深500mm,通电时工作电压不宜大于60V。工作时应保持地面干燥,尽量绝缘。,5 深井井点 适应: 渗透系数较大、涌水量大、降水深度较大的砂类土,及用其他井点降水不易解决的深层降水, 施工工艺: 深井的成孔方法可采用冲击钻孔、回旋钻孔、潜水电钻钻孔或水冲法成孔 抽水系统安装完毕后应进行试抽,一切满足要求后再转入正常工作。 井管使用完毕,用起重设备将井管口套住徐徐拔出,滤水管拔出洗净后可再用。 拔出所留的洞用砂砾填实。,管井井点构造,6 降水方法的选择及注意事项 注意事项 (a)降水与排水是配合基坑开挖的安全措施,施工前应直降水和排水设计。当在基坑外降水时,应有降水范围的估算,对重要建筑物或公共设施在降水过程中应监测。 (b)降水过程中,基坑附近的地基土壤会有一定的沉降,可能使已有建筑物或构筑物产生附加沉降、位移,施工时应加以注意,必要时应采取有效的防护措施。 (c)降水系统施工完后,应试运转,如发现井管失效,应采取措施使其恢复正常,如无可能恢复则应报废,另行设置新的井管。 (d)降水系统运转过程中应随时检查观测孔中的水位。 (e)降水与排水施工的质量检验标准应符合表3-3的规定。,7 常用降水计算 涌水量计算 当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时(即地下水面为自由水面),称为无压井; 当水井布置在承压含水层中时(含水层中的地下水充满在两层不透水层间,含水层中的地下水水面具有一定水压),称为承压水; 当水井底部达到不透水层时称为完整井,否则称为非完整井,各类井的涌水量计算方法都不相同。,Q基坑涌水量;k渗透系数;H潜水含水层厚度; S基坑水位降深;R降水影响半径;r。基坑等效半径。,图3-12水井的分类 l-承压完整井;2-承压非完整井;3-无压完整井; 4-无压非完整井,图3-13 均质含水层无压非完整井涌水量计算简图,引渗井点示意,水平辐射井点示意,防止涌水、冒砂,保证在较干燥的状态下施工; 防止滑坡、塌方、坑底隆起; 减少坑壁支护结构的水平荷载。,1 降水目的,降水作用,防止地下水因渗流而产生流砂、管涌等渗透破坏作用。 提高边坡或坑壁围护结构的稳定性。 避免水下作业,使基坑施工能在水位以上进行,为施工提供方便,也有利于提高施工质量。,1集水井法(明排水法) 用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 挖至地下水位时,挖排水沟设集水井抽水再挖土、沟、井,三、降排水方法,要求: ( 1)排水沟:沿基坑底四周设置,底宽300mm,沟底低于坑底500mm,坡度1。 ( 2)集水井:沿基坑底边角设置,间距2040m,直径0.6-0.8m,井底低于坑底12m。长期用,有护壁和碎石压底。 ( 3)水泵:离心泵、潜水泵、污水泵,(一)普通明沟排水法,(二)分层明沟排水法,离心泵工作简图,四、轻型井点降水 1降水原理 2井点设备 井管:38、51,长57m(常用6m),无缝钢管,丝扣连滤管; 滤管:38、51,长11.7m,开孔12,开孔率2025,包滤网; 总管:内75100无缝钢管,每节4m,每隔0.8、1或1.2m有一短接口; 连接管:使用透明塑料管、胶管或钢管,宜有阀门; 抽水设备: 真空泵(教材)真空度高,体形大、耗能多、构造复杂 射流泵(常用)简单、轻小、节能 隔膜泵(少用),滤管构造,真空泵井点设备工作原理图,(b) 射流器构造,3井点布置 (1)平面布置 单排:在沟槽上游一侧布置,每侧超出沟槽B。 用于沟槽宽度B6m,降水深度5m。 双排:在沟槽两侧布置,每侧超出沟槽B。 用于沟槽宽度B6m,或土质不良。 环状:在坑槽四周布置。 用于面积较大的基坑。,单排井点平面及高程布置,环状井点平面及高程布置,(2)高程布置(图) 井管埋深:H埋H1hiL。 H1埋设面至坑底距离; h降水后水位线至坑底最小距离(一般可取0.51m); i地下水降落坡度,环状1/10,线状1/5; L井管至基坑中心(环状)或另侧(线状)距离。 当H埋6m时:降低埋设面; 采用二级井点; 改用其它井点。,4计算涌水量Q:(环状井点系统) (1)判断井型(图) 按照滤管与不透水层的关系: 完整井到不透水层 非完整井未到不透水层. 按照是否承压水层: 承压井 无压井,水井的分类,(2)无压完整井群井井点计算(积分解),Q1.366K(2HS)S / (lgRlgX0) (m3/d) K土层渗透系数(m/d); H含水层厚度(m); S水位降低值(m); R抽水影响半径(m),R=1.95S(HK)1/2; X0环状井点系统的假想半径(m); 当长宽比A/B5时,X0=(F/)1/2,否则分块计算涌水量再累加。 F井点系统所包围的面积。,(3)无压非完整井群井系统涌水量计算(近似解),以有效影响深度H0代替含水层厚度H用上式计算Q。 H0的确定方法:,注意:1、当H0值超过H时,取H0H; 2、计算R时,也应以H0代入。,(4)承压完整井,Q2.73KMS/(lgRlgX0) (m3/d) M承压含水层厚度(m),5确定井管的数量与间距 (1)单井出水量:q65d l K1/3 (m3/d) d、l滤管直径、长度(m); (2)最少井点数:n1.1Q / q (根) 1.1备用系数。 (3)最大井距:DL总管 / n (m); (4)确定井距: 取井距D,(5)确定井点数:nL总管 / D,D,15d,符合总管的接头间距。,
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